WO2012131007A2

WO2012131007A2 - Thermoelektrische anordnung und verfahren zum herstellen einer thermoelektrischen anordnung

Info

Publication number: WO2012131007A2
Application number: PCT/EP2012/055738
Authority: WO
Inventors: Fritz Volkert; Joachim Nurnus; Martin Schmidt; Mike Benkendorf; Axel Schubert
Original assignee: Micropelt Gmbh
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: DE102011075661A1; WO2012131007A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Anordnung, mit - mindestens einem thermoelektrischen Bauelement (3); - einem Träger (4), auf dem das thermoelektrische Bauelement (3) angeordnet ist; - mindestens einem Abdeckungsteil (21, 23, 201) zum mechanischen Schutz des thermoelektrischen Bauelementes (3), das sich zumindest teilweise auf einer dem Träger (4) abgewandten Seite des thermoelektrischen Bauelement (3) erstreckt; und - einem Abstandshalter (22, 201), über den das Abdeckungsteil (21, 23, 201) in einem vorgebbaren Abstand zu dem thermoelektrischen Bauelement (3) an dem Träger (4) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung.

Description

Thermoelektrische Anordnung und Verfahren zum Herstellen

einer thermoelektrischen Anordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine thermoelektrische Anordnung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung gemäß Anspruch 29.

Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen mit thermoelektrischen Bauelementen bekannt, die als Heiz- und/oder Kühlelement oder als Thermogenerator betrieben werden können. Ein derartiges thermoelektrisches Bauelement ist beispielsweise in der DE 198 45 104 A1 offenbart.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine thermoelektrische Anordnung mit einem thermoelektrischen Bauelement bereitzustellen, mit der ein möglichst guter Schutz des thermoelektrischen Bauelementes realisiert wird. Des Weiteren liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen thermoelektrischen Anordnung anzugeben.

Diese Probleme werden durch die thermoelektrische Anordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. durch das Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen An- Ordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 29 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Danach wird eine thermoelektrische Anordnung bereitgestellt, mit

- mindestens einem thermoelektrischen Bauelement;

- einem Träger, auf dem das thermoelektrische Bauelement angeordnet ist;

- mindestens einem Abdeckungsteil (d.h. einem Element, das zum zumindest teilweisen Abdecken und zum Schutz des thermoelektrischen Bauelementes dient), das sich zumindest teilweise auf einer dem Träger abgewandten Seite des thermoelektrischen Bauelement erstreckt; und - einem Abstandshalter, über den das Abdeckungsteil in einem vorgebbaren Abstand zu dem thermoelektrischen Bauelement an dem Träger angeordnet ist.

Mittels des Abdeckungsteils wird das thermoelektrische Bauelement zumindest auf seiner dem Träger abgewandten Seite geschützt, so dass mechanischen Einwirkungen (Erschütterungen, Schock, usw.) und anderen potentiell schädlichen Einflüssen (z. B. Luftfeuchtigkeit, Staub, etc.) auf das thermoelektrische Bauelement entgegengewirkt wird. Das Abdeckungsteil ist insbesondere formstabil (starr) ausgebildet und besteht z.B. zumindest teilweise aus einem thermisch leitenden Material.

Beispielsweise ist das Abdeckungsteil Bestandteil einer zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Abdeckung, die das thermoelektrische Bauelement zumindest teilweise umgibt. Mit Hilfe des Abdeckungsteils bzw. der Abdeckung kann die erfindungsgemäße thermoelektrische Anordnung z.B. automatisiert weiterverarbeitet (z.B. an einer Lei- terplatte montiert) werden, insbesondere unter Verwendung konventioneller Verbindungsprozesse. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Anordnung im Unterschied zu einem mittels einer Vergussmasse verpackten Bauelement bei der Weiterverarbeitung auch höheren Temperaturen (z.B. bis 100°C beim Herstellen einer Klebverbindung oder bis 300°C beim Herstellen einer Lötverbindung) ausgesetzt werden, so dass die Weiter- Verarbeitung z.B. auch unter Verwendung von Lötprozessen wie Dampfhase-Löten, Reflow-Löten oder Handlöten erfolgen kann.

Der Träger ist ebenfalls insbesondere formstabil und z.B. aus einem thermisch gut leitenden Material ausgebildet. Beispielsweise besteht der Träger zumindest teilweise aus ei- ner Leiterplatte, die z.B. einen Metallkern aufweist, d.h. als sog.„metal base laminate"- Platte - Metallkernleiterplatte - etwa gemäß dem Produkt FELAM der FELA Leiterplattentechnik GmbH ausgebildet ist. Es ist auch denkbar, dass der Träger aus einem Metall ausgebildet ist oder zumindest ein Metall aufweist. Beispielsweise ist der Träger aus Aluminium, Kupfer, Kupferwolfram (CuW), Kupfermolybdän (CuMo) und/oder Aluminium- nitrid (AIN) ausgebildet oder weist ein solches Material auf. Die Abdeckung kann ebenfalls aus Metall oder z.B. auch aus einem anderen der für den Träger genannten Materialien gebildet sein.

Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Abdeckung ein erstes Abdeckungsteil und ein zweites Abdeckungsteil (das den Abstandshalter realisiert), wobei die Abdeckung über das zweite Abdeckungsteil mechanisch mit dem Träger verbunden ist, und wobei das erste Abdeckungsteil eine größere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das zweite Abdeckungsteil. Insbesondere ist das erste Abdeckungsteil aus einem thermisch leitfähigen Material gebildet oder weist ein derartiges Material auf, während das zweite Abdeckungsteil aus einem thermisch isolierenden Material gebildet ist oder zumindest ein derartiges Material aufweist. Das zweite Abdeckungsteil befindet sich zumindest teilweise zwischen dem ersten Abdeckungsteil und dem Träger, so dass über das zweite Abdeckungsteil eine thermische Entkopplung des ersten Abdeckungsteils von dem Träger erfolgt. Das zweite Abdeckungsteil fungiert demnach als thermisch isolierender Abstandshalter zwischen dem ersten Abdeckungsteil und dem Träger.

Das erste und das zweite Abdeckungsteil sind insbesondere aus einem formstabilen Material gebildet. Es ist zudem auch denkbar, dass das zweite Abdeckungsteil mit einem elastischen Element und/oder einem Vergussmaterial abgedichtet ist, um den Hohlraum, in dem sich das thermoelastische Bauelement befindet, abzudichten (insbesondere her- metisch).

Beispielsweise ist das zweite Abdeckungsteil zumindest teilweise ringförmig ausgebildet und insbesondere so angeordnet, dass es das thermoelektrische Bauelement zumindest teilweise umgibt. Das zweite Abdeckungsteil kann jedoch eine im Prinzip beliebige Geo- metrie aufweisen (z.B. rechteckig oder wabenförmig), mit der sich die Funktion eines thermisch isolierenden Abstandshalters realisieren lässt. Es ist auch möglich, dass mehrere zweite Abdeckungsteile vorhanden sind, die zum Beispiel beabstandet zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist auch denkbar, dass mehrere erste Abdeckungsteile vorgesehen sind. Allerdings kann natürlich auch nur ein einziges erstes Abdeckungsteil vorhanden sein, das über ein einzelnes zweites Abdeckungsteil oder über mehrere zweite Abdeckungsteile mechanisch mit dem Träger verbunden ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Abdeckungsteil um ein plattenartiges (insbesondere massives) Bauteil. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Abdeckungsteil über ein thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial mit dem thermoelektrischen Bauelement verbunden. Bei diesem Ausgleichsmaterial handelt es sich insbesondere um ein„TIM" (Thermal Interface Material - thermisches Grenzflächenmaterial, „Wärmeleitpaste", „GapFiller" - Füllmaterial, etc.), das geeignet ist, Fertigungstoleranzen insbesondere des thermoelekt- rischen Bauelementes und/oder des Abdeckungsteils (z.B. in Form des oben erwähnten ersten Abdeckungsteils einer Abdeckung) auszugleichen und so für eine möglichst gute thermische Verbindung zwischen dem Abdeckungsteil und dem thermoelektrischen Bauelement zu sorgen.

Das Ausgleichsmaterial soll beispielsweise sämtliche in der Toleranzkette auftretenden Fertigungstoleranzen ausgleichen, d.h. die Toleranzen unterschiedlicher Komponenten der thermoelektrischen Anordnung oder einer Vorrichtung, in die die thermoelektrische Anordnung integriert (z.B. mit der Vorrichtung verbunden) ist. Darüber hinaus kann das Ausgleichsmaterial für eine gute thermische Verbindung auch zu einer rauen Oberfläche (insbesondere des thermoelektrischen Bauelementes und/oder des Abdeckungsteils) sorgen und/oder insbesondere auch verhindern, dass Fertigungstoleranzen dazu führen, dass kein Kontakt zum thermoelektrischen Bauelement zustande kommt, d.h. ein Luftspalt zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und dem Abdeckungsteil besteht. Zudem sorgt das Ausgleichsmaterialn z.B. für eine mechanische Entlastung des thermoelektrischen Bauelementes und wirkt einer Beschädigung des thermoelektrischen Bau- elementes (insbesondere einem Zerdrücken des thermoelektrischen Bauelementes) entgegen.

Derartige thermische Grenzflächenmaterialien weisen zum Beispiel Silikonöl auf, das etwa mit Aluminium, Kupfer und/oder Silber versetzt ist. Beispielsweise handelt es sich um ein Produkt des Unternehmens„Fujipoly". Thermische Grenzflächenmaterialien sind jedoch im Prinzip bekannt, so dass auf diese nicht weiter eingegangen wird.

Beispielsweise wird ein thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial verwendet, das elastische Eigenschaften hat, so dass über das Ausgleichsmaterial gleichzeitig ein erhöhter mechanischer Schutz des thermoelektrischen Bauelementes vor einer Krafteinwirkung bereitgestellt wird. Allerdings ist die Verwendung eines elastischen Ausgleichsmaterials nicht zwingend, vielmehr können auch zumindest im Wesentlichen starre Materialien verwendet werden. Auch ist möglich, dass als Ausgleichsmaterial ein plastisches oder plasto-elastisches Material (z.B. ein entsprechend ausgebildetes TIM) verwendet wird, d.h. insbesondere ein Material, das zwar verformbar ist, das nach Verformen jedoch keine oder nur eine geringe Tendenz hat, wieder in den Ausgangszustand zurückzukehren und nach Verformen z.B. zumindest im Wesentlichen kraftfrei (spannungsfrei) ist. Beispielsweise haftet ein derartiges plastisches oder plasto-elastisches Ausgleichsmaterial an den miteinander zu verbindenden Teilen (z.B. das Abdeckungsteil und das thermoelektrische Bauelement) an, so dass - obwohl das Ausgleichsmaterial nach Verbinden der Teile kraftfrei ist - über das Ausgleichsmaterial eine gute thermische Verbindung zwischen den beiden Teilen realisiert ist. Aufgrund der Anhaftung des Ausgleichsmaterials bleibt der thermische Kontakt z.B. auch bei einer Änderung des Abstandes (etwa aufgrund von Wärmeeinwirkung oder mechanischer Belastung) zwischen den Teilen bestehen.

Auch zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und dem Träger kann ein thermisch leitfähiges (und z.B. elastisches) Ausgleichsmaterial angeordnet sein, um insbesondere Fertigungstoleranzen des thermoelektrischen Bauelementes und/oder des Trägers auszugleichen und ebenfalls für einen möglichst guten Wärmekontakt zwischen dem ther- moelektrischen Bauelement und dem Träger zu sorgen. Als thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial kommen die oben bereits genannten Materialien (d.h. thermische Grenzflächenmaterialien - TIMs) in Frage. Es ist auch denkbar, dass das thermoelektrische Bauelement alternativ oder zusätzlich zu der Verbindung über ein TIM mit einem anderen Verbindungsmaterial (Kleber, Lot) mit dem Träger verbunden ist, wobei dieses Verbin- dungsmaterial insbesondere ebenfalls so beschaffen ist (z.B. elastisch und/oder pastös), dass es Fertigungstoleranzen ausgleichen kann.

Für den Fall, dass das Abdeckungsteil ein Teil einer Abdeckung ist, ist diese insbesondere stoffschlüssig über ein Verbindungsmaterial mit dem Träger verbunden, zum Beispiel über einen Klebstoff oder ein metallisches Lotmaterial. Insbesondere ist das Verbindungsmaterial elastisch und/oder möglichst temperaturstabil ausgebildet, wobei die elastische Ausgestaltung des Verbindungsmaterials z.B. anstelle eines elastischen TIMs oder zusätzlich zu einem elastischen TIM eine Belastung auf die Abdeckung aufnehmen und somit einen erhöhten Schutz vor mechanischer Krafteinwirkung auf das thermoelektri- sehe Bauelement realisieren kann. Denkbar ist auch, dass die erfindungsgemäße Anordnung einen an dem Träger angeordneten Rahmen aufweist, der das thermoelektrische Bauelement zumindest teilweise umgibt und über den das das thermoelektrische Bauelement auf dem Träger positioniert wird. Der Rahmen befindet sich insbesondere - in einer Richtung senkrecht zum Träger betrachtet - zwischen dem Träger und dem Abde- ckungsteil. Möglich ist, dass der Rahmen wie oben in Bezug auf die Abdeckung erläutert mit dem Träger verbunden ist.

Bei einer zweiteiligen Ausgestaltung der Abdeckung aus einem ersten und einem zweiten Abdeckungsteil werden die beiden Abdeckungsteile insbesondere ebenfalls stoffschlüs- sig miteinander verbunden, wobei das Verbindungsmaterial, über das die stoffschlüssige Verbindung herstellt wird, wie oben in Bezug auf die Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Träger erläutert, ausgestaltet sein kann. Insbesondere ist das erste Ab- deckungsteil stoffschlüssig mit dem zweiten Abdeckungsteil und das zweite Abdeckungsteil wiederum ebenfalls stoffschlüssig (insbesondere durch Verkleben) mit dem Träger verbunden. Das zweite Abdeckungsteil kann jedoch auch (alternativ oder zusätzlich) durch Aufschmelzen oder mechanische Befestigungsmittel (Stifte, Schrauben etc.) an dem Träger festgelegt oder gehalten sein.

Beispielsweise kann zur Herstellung der thermoelektrischen Anordnung zunächst das zweite Abdeckungsteil mit dem Träger verbunden werden, z.B. per Boden. Anschließend wird das erste Abdeckungsteil an dem zweiten Abdeckungsteil festgelegt, z.B. mit diesem verklebt. Es ist jedoch auch denkbar, dass zunächst das erste mit dem zweiten Abdeckungsteil verbunden und die so hergestellte Abdeckung anschließend an dem Träger festgelegt wird.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeckung und/oder der Träger mindestens eine Kontaktstruktur auf, über die das thermoelektrische Bauelement elektrisch kontaktierbar ist. Beispielsweise umfasst die Kontaktstruktur eine gedruckte Leiterbahn oder eine gedruckte Kontaktfläche, über die das thermoelektrische Bauelement mit anderen Komponenten (z.B. einer Spannungsquelle und/oder anderen elektronischen Bausteinen) verbunden werden kann. Hier ist die Abdeckung und/oder der Trä- ger zumindest teilweise in Form einer Leiterplatte ausgebildet oder die Abdeckung und/oder der Träger sind als Leiterplatte ausgebildet, wobei die Leiterbahn und/oder die Kontaktfläche auf der Leiterplatte ausgebildet sind. Möglich ist auch, dass die Anordnung eine von dem Träger verschiedene Leiterplatte umfasst, wie weiter unten erläutert werden wird.

Darüber hinaus ist denkbar, dass die Abdeckung (insbesondere das zweite Abdeckungsteil) als Kontaktstruktur eine Durchführung (z.B. in Form eines durch die Abdeckung hindurchgreifenden Stiftes) aufweist, über die das im Innern der Abdeckung befindliche thermoelektrische Bauelement elektrisch kontaktierbar ist. Es ist auch möglich, dass sich eine auf dem Träger vorhandene Kontaktstruktur (z.B. eine Leiterbahn) unter der Abdeckung (insbesondere dem zweiten Abdeckungsteil) hindurch zu dem thermoelektrischen Bauelement erstreckt.

Beispielsweise ist das thermoelektrische Bauelement entsprechend elektrisch mit der Kontaktstruktur verbunden, zum Beispiel über eine gedruckte Leiterbahn oder über einen Anschlussdraht, wobei die Verbindung eines Anschlussdrahtes mit dem thermoelektrischen Bauelement und/oder der Kontaktstruktur zum Beispiel über Bonden, Punkt- schweißen, Spaltschweißen, Kleben und/oder Andrücken (z.B. bei entsprechend elastisch oder plastisch ausgebildetem Anschlussdraht bzw. Kontaktstruktur) hergestellt wird. Möglich ist auch, dass die Verbindung über ein elastisches Kontaktelement erfolgt; s.u. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind auf dem Träger der thermoelektrischen Anordnung weitere elektronische Bauteile angeordnet, z. B. Sensoren (etwa mindestens ein Temperatursensor) und/oder Bauelemente zur Wandlung und/oder Verarbeitung einer von dem thermoelektrischen Bauelement erzeugten Spannung (z.B. ein Aufwärtswandler oder ein Energiespeicher) oder zur Identifikation des thermoelektrischen Bauelementes. Mittels derartiger zusätzlicher Bauelemente kann insbesondere ein miniaturisiertes Energieerntesystem (Micro Energy Harvesting System) realisiert werden, das beispielsweise eine mit konventionellen Batterien vergleichbare Ausgangsspannung generiert oder eine Ausgangsspannung zur Verfügung stellt, die in ihrer Größe von der Ausgangsspannung des als Generator betriebenen thermoelektrischen Bauelementes nach oben oder unten abweicht und die z.B. gepuffert und/oder stabilisiert ist.

Diese zusätzlichen elektronischen Bauelemente sind z.B. so angeordnet, dass sie ebenfalls von der Abdeckung überdeckt werden. Dies ist allerdings nicht zwingend, es ist auch denkbar, dass zumindest einige dieser zusätzlichen elektronischen Bauelemente au ßer- halb der Abdeckung auf dem Träger angeordnet sind. Insbesondere sind die zusätzlichen elektronischen Bauelemente über Kontaktstrukturen, die auf dem Träger angeordnet sind, elektronisch kontaktierbar, wobei es sich bei den Kontaktstrukturen z.B. um Kontaktstrukturen handelt, über die auch das thermoelektrische Bauelement kontaktierbar ist. Es ist jedoch natürlich auch denkbar, dass separate Kontaktstrukturen vorgesehen sind.

Es ist auch möglich, dass die thermoelektrische Anordnung mehrere thermoelektrische Bauelemente aufweist. Beispielsweise sind diese Bauelemente übereinander und/oder nebeneinander angeordnet, wobei ein erstes thermoelektrisches Bauelement mit dem Träger und ein zweites elektrisches Bauelement mit der Abdeckung thermisch verbunden (z.B. verklebt) sind. Insbesondere erfolgt diese thermische Verbindung über ein oben bereits beschriebenes thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial („TIM").

Des Weiteren kann ein thermisch leitendes Ausgleichsmaterial auch zwischen zumindest einigen der thermoelektrischen Bauelemente angeordnet sein. Das TIM kann, wie oben bereits erwähnt, elastisch ausgebildet sein, insbesondere um eine auf das Abdeckungsteil ausgeübte Krafteinwirkung aufnehmen zu können und die thermoelektrischen Bauelemente so gut wie möglich von dieser Krafteinwirkung zu entkoppeln und so zu schüt- zen. In einem Ausführungsbeispiel sind zwei thermoelektrische Bauelemente übereinander angeordnet, wobei das untere der Bauelemente mit dem Träger und das obere mit der Abdeckung stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist. Zwischen den beiden thermoelektrischen Bauelementen befindet sich ein TIM.

Es ist auch denkbar, dass das thermisch leitfähige Ausgleichsmaterial elektrisch isolierend ist, wodurch insbesondere eine galvanische Trennung des thermoelektrischen Bauelements von dem Träger und/oder von dem Abdeckungsteil hergestellt wird. Es ist auch möglich, dass zusätzlich oder alternativ zur elektrisch isolierenden Ausbildung des Aus- gleichsmaterials ein anderes elektrisches Isoliermaterial vorgesehen wird. Beispielsweise wird ein Dielektrikum zwischen dem Träger und dem thermoelektrischen Bauelement und/oder zwischen dem Abdeckungsteil und dem thermoelektrischen Bauelement angeordnet. Auch kann der Träger oder das Abdeckungsteil durch ein Eloxal mindestens im Bereich des Sitzes des thermoelektrischen Bauelements elektrisch isoliert werden.

Auch ist es möglich, dass der Träger in Form einer metallbasierten laminierten Leiterplatte („metal base Iaminate"-Leiterplatte) ausgebildet ist, die bereits ein Isoliermaterial aufweist, das nach dem Anordnen des thermoelektrischen Bauelementes auf dem Träger zwischen dem Bauelement und dem Träger verläuft. Es ist zudem denkbar, dass in dem elektrischen Isoliermaterial eine Aussparung vorgesehen ist, um eine möglichst gute thermische Verbindung zwischen dem Träger und dem thermoelektrischen Bauelement bzw. zwischen der Abdeckung und dem thermoelektrischen Bauelement zu realisieren.

Gemäß einem anderen Beispiel der Erfindung wird ein Hohlraum zwischen dem thermo- elektrischen Bauelement und einer Innenseite des Abdeckungsteils (das Teil einer Abdeckung sein kann, s.o.) mit einem (insbesondere inerten) Gas und/oder mit einem Vergussmaterial gefüllt, insbesondere um den Schutz für das thermoelektrische Bauelement zu optimieren und/oder z.B. auch die Stabilität der thermoelektrischen Anordnung zu erhöhen.

Bei dem thermoelektrischen Bauelement handelt es sich z.B. um ein thermoelektrisches Heiz- und/oder Kühlelement (Peltierelement) oder um einen Thermogenerator, der unter Einwirkung eines Temperaturgradienten nach dem Seebeck- Effekt elektrische Energie erzeugt. Beispielsweise werden derartige thermoelektrische Bauelemente per Dünn- Schichttechnologie erzeugt, wie z.B. in der DE 198 45 104 A1 beschrieben. Auf dieses Dokument wird in Zusammenhang mit der Ausgestaltung und Herstellung des (der) thermoelektrischen Bauelement(e) ausdrücklich Bezug genommen. Gemäß einer anderen Variante der Erfindung ist der Abstandshalter durch mehrere voneinander beanstandete (z.B. länglich ausgebildete) Abstandselemente ausgebildet. Beispielsweise sind die Abstandselemente jeweils mit einer Bohrung versehen, durch die ein Befestigungselement (z.B. eine Schraube oder ein Niet) hindurchgeführt ist, über das das Abdeckungselement mit dem Träger verbunden ist.

Denkbar ist auch, wie oben bereits angedeutet, dass eine elektrische Leiterplatte vorhanden ist, über die das thermoelektrische Bauelement mit mindestens einer elektronischen Komponente elektrisch verbunden ist. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße ther- moelektrische Anordnung ein elektrisch leitfähiges und elastisches Kontaktelement aufweisen, über das das thermoelektrische Bauelement elektrisch mit der Leiterplatte verbunden ist. Beispielsweise ist eine Kontaktfläche des thermoelektrische Bauelementes über das elastische Kontaktelement mit der Leiterplatte verbunden, wobei denkbar ist, dass die Kontaktfläche der Leiterplatte zu- oder abgewandt ist.

Beispielsweise ist das Kontaktelement aus Leitgummi („Zebra-Verbinder") ausgebildet oder durch ein federartig gegen das thermoelektrische Bauelement und/oder die Leiterplatte vorgespanntes Element (z.B. aus einem Metall). Möglich ist insbesondere, dass sich die elektrische Leiterplatte zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und dem Abdeckungsteil erstreckt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die thermoelektrische Anordnung einen Rahmen auf, der das thermoelektrische Bauelement auf dem Träger positioniert, wobei sich der Rahmen z.B. zumindest abschnittsweise zwischen dem Träger und der Leiterplatte befindet. Möglich ist auch, dass das erwähnte Kontaktelement aus Leitgummi zumindest teilweise in dem Rahmen angeordnet ist. Der Rahmen (Montagerahmen) besteht z.B. aus Metall, Kunststoff, Silizium oder Keramik.

In einer anderen Variante der Erfindung bestehen die Abstandselemente jeweils aus ei- nem Klebmittel (insbesondere aus einem Klebstoff, z.B. Epoxy oder aus einem UV- härtenden Klebstoff).

Denkbar ist darüber hinaus auch, dass das Abdeckungsteil Bestandteil (der Deckel) einer Standard-Halbleiter-Verpackung ist, z.B. einer sog. DFN - Verpackung. Der Abstandshal- ter wird in diesem Beispiel durch den Rahmen und der Träger durch einen Boden der Verpackung gebildet.

Die Erfindung betrifft auch eine Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte und mindestens einer an der Leiterplatte angeordneten erfindungsgemäßen thermoelektrischen An- Ordnung gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen, wobei z.B. das Abdeckungsteil mit einem Abschnitt eine Öffnung der Leiterplatte durchgreift. Dadurch, dass das Abdeckungsteil durch eine Öffnung der Leiterplatte hindurchragt, ist sowohl eine mit dem Abdeckungsteil verbundene erste Seite des thermoelektrischen Bauelementes, die z. B. eine Warmseite des thermoelektrischen Bauelementes darstellt, als auch eine mit dem Träger verbundene zweite Seite des thermoelektrischen Bauelementes, die insbesondere eine Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes darstellt, von außen zugänglich, so dass einerseits ein Wärmeeintrag in die Warmseite und andererseits ein Ableiten von Wärme von der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes erfolgen kann.

Unter einer Öffnung der Leiterplatte, durch die das Abdeckungsteil (z.B. ein Teil einer Abdeckung, s.o.) hindurchragt, wird auch eine von einem Rand der Leiterplatte ausgehende Aussparung (z.B. in Form einer halb- oder teilkreisförmigen Einfräsung) verstan- den. Es ist natürlich auch denkbar, dass die thermoelektrische Anordnung so auf der Leiterplatte positioniert ist, dass das Abdeckungsteil an der Leiterplatte vorbei verläuft, so dass die Leiterplatte keine Öffnung für die Abdeckung aufweisen muss.

Insbesondere wird die thermoelektrische Anordnung vormontiert und erst nach Montage des Abdeckungsteils an dem Träger an der Leiterplatte montiert. Dies ermöglicht insbesondere eine effiziente (insbesondere automatisierte) Montage der thermoelektrischen Anordnung insbesondere mittels konventioneller Fertigungsprozesse, wie eingangs bereits erwähnt. Es ist möglich, dass ein Abschnitt des Abdeckungsteils oder des Trägers in Form eines Kühlkörpers ausgebildet ist, d. h. das Abdeckungsteil (insbesondere des ersten Abdeckungsteils bei zweiteiliger Ausführung der Abdeckung) oder der Träger weisen Strukturen zur Erhöhung des Wärmeabtransports von dem Abdeckungsteil und somit von der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes auf. Beispielsweise stehen die Struktu- ren lamellenartig von einer Seite des Abdeckungsteils oder des Trägers ab, d. h. das Abdeckungsteil oder der Träger bilden einen Lamellenkühlkörper aus oder ist mit einem solchen Kühlkörper verbunden. Eine derartige Ausgestaltung des Abdeckungsteils oder des Trägers kann natürlich unabhängig von der Anordnung der erfindungsgemäßen thermoelektrischen Anordnung an einer Leiterplatte realisiert sein.

Darüber hinaus kann das Abdeckungsteil und/oder der Träger der erfindungsgemäßen Anordnung auch Befestigungsstrukturen (z.B. Öffnungen für Passstifte, Gewinde, etc.) aufweisen, über die die Anordnung an der Leiterplatte oder einer sonstigen Haltestruktur befestigt werden kann.

Des Weiteren ist denkbar, dass die Leiterplatte Befestigungsstrukturen aufweist, über die ein Halteelement zum Halten des Kühlkörpers festgelegt werden kann. Beispielsweise umfasst die Leiterplattenanordnung ein klammerartiges Befestigungselement, das über den Kühlkörper gespannt und an der Leiterplatte festgelegt werden kann.

Der mit dem thermoelektrischen Bauelement bzw. mit dem Abdeckungsteil gekoppelte Kühlkörper kann insbesondere in Wärmeaustausch mit einem Medium (z. B. der Umgebungsluft oder einem Kühlwasserstrom) gebracht werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung, mit den Schritten

- Bereitstellen mindestens eines thermoelektrischen Bauelements;

- Anordnen des thermoelektrischen Bauelements an einem Träger; und

- Anordnen mindestens eines Abdeckungsteils zum Schutz des thermoelektrischen Bauelementes derart, dass es sich zumindest teilweise auf einer dem Träger abgewandten Seite des thermoelektrischen Bauelementes erstreckt, wobei

- das Abdeckungsteil über einen Abstandshalter in einem vorgebbaren Abstand zu dem thermoelektrischen Bauelement an dem Träger angeordnet wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 A eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 1 B die thermoelektrische Anordnung aus Figur 1 A in perspektivischer

Explosionsdarstellung;

Figur 2 die thermoelektrische Anordnung aus den Figuren 1A und 1 B in

Schnittdarstellung; Figur 3 Komponenten einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; eine Leiterplattenanordnung mit einer erfindungsgemäßen thermo- elektrischen Anordnung; eine andere Darstellung der Leiterplattenanordnung aus Figur 4; eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Leiterplattenanordnung mit einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; die Leiterplattenanordnung aus Figur 6 in seitlicher Darstellung; die Leiterplattenanordnung der Figuren 6 und 7A in perspektivischer Darstellung;

Ansichten einer thermoelektrische Anordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Ansichten einer thermoelektrische Anordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; eine Seitenansicht einer thermoelektrische Anordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung; eine teilweise Schnittansicht der der thermoelektrischen Anordnung aus Fig. 10; eine Draufsicht auf Komponenten der thermoelektrischen Anordnung aus den Fig. 10 und 1 1 ; eine Seitenansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung; eine Draufsicht auf Komponenten der thermoelektrischen Anordnung aus Fig. 13; eine Seitenansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 16 eine Seitenansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 17 eine Seitenansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 18 eine Seitenansicht einer thermoelektrischen Anordnung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die erfindungsgemäße thermoelektrische Anordnung 1 („Package") gemäß Figur 1 A um- fasst ein auf einem Träger 4 angeordnetes thermoelektrisches Bauelement (z. B. in Form eines Thermogenerators), das sich unter einer ebenfalls auf dem Träger 4 angeordneten Abdeckung 2 befindet.

Die Abdeckung 2 umfasst ein erstes (oberes) Abdeckungsteil in Form eines Deckels 21 sowie ein zweites (unteres) Abdeckungsteil in Form eines Abstandshalters 22, mit dem der Deckel 21 stoffschlüssig verbunden ist. Der Deckel 21 ist in Form einer im Querschnitt kreisförmigen Platte ausgebildet, die mit einer Seite auf einer Seite des ringförmig ausgestalteten Abstandshalters 22 (zumindest mittelbar) aufliegt und zumindest abschnittsweise parallel zu dem Träger 4 verläuft. Der Deckel 21 und der Abstandshalters 22 begrenzen somit einen Hohlraum (d. h. die aus den Teilen 21 , 22 gebildete Abdeckung 2 ist zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildet), in dem das thermoelektrische Bauelement 3 angeordnet ist; vgl. Fig. 2.

Der Abstandshalter 22 ist zudem aus einem thermisch isolierenden Material gebildet, so dass er den aus einem gut wärmeleitenden Material bestehenden Deckel 21 gegenüber dem (ebenfalls gut wärmeleitenden) Träger 4 thermisch isoliert. Wie in Figur 1 B dargestellt, ist zwischen einer Warmseite 31 des thermoelektrischen Bauelementes 3 ein plattenartiges (z.B. rechteckiges) thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial in Form eines ersten thermischen Grenzflächenmaterials 51 („TIM") angeordnet, wobei das erste TIM 51 dafür sorgt, dass eine Innenseite des Deckels 21 (d.h. eine dem thermoelektrischen Bauelement 3 zugewandte Seite des Deckels 21 ) schlüssig (mög- liehst ohne luftgefüllte Lücken) an der Warmseite 31 des thermoelektrischen Bauelementes 3 anliegt und ein möglichst guter thermischer Kontakt zwischen dem Deckel 21 und der Warmseite 31 des Bauelementes 3 realisiert wird. Beispielsweise gleicht das erste TIM 51 Fertigungstoleranzen des Deckels 21 , des Trägers 4, des thermoelektrischen Bauelementes 3 und/oder des Abstandshalters 22 aus. Insbesondere können mit dem ersten TIM 51 auch Unebenheiten von auf dem Träger vorhandenen Materialschichten (z.B. einer Kontaktstruktur und/oder einem Dielektrikum, s. u.) ausgeglichen werden.

Zwischen der der Warmseite 31 abgewandten Kaltseite 32 des thermoelektrischen Bauelementes 3 und dem Träger 4 befindet sich ein zweites thermisch leitfähiges Aus- gleichsmaterial in Form eines zweiten TIMs 52, das analog zum ersten TIM 51 für einen möglichst guten Wärmekontakt zwischen der Kaltseite 32 des thermoelektrischen Bauelementes 3 und dem Träger 4 sorgt. Selbstverständlich kann die als„Warmseite" beschriebene Seite 31 des thermoelektrischen Bauelementes 3 auch umgekehrt eine Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes 3 (d.h. eine Seite, die einer Wärmesenke zuzuwenden ist) darstellen und die als„Kaltseite" beschriebene Seite 32 eine Warmseite (d.h. eine Seite, die einer Wärmequelle zuzuwenden ist).

Das erste und/oder das zweite TIM 51 , 52 sind insbesondere aus einem Material ausgebildet, das elastische Eigenschaften aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass es sich bei dem ersten und/oder zweiten TIM 51 , 52 um ein plastisches Material handelt, das sich bei Montage der Abdeckung 2 und des thermoelektrischen Bauelementes 3 verformt, nach der Montage jedoch kraftfrei ist. Insbesondere haftet ein plastisches TIM an der Abdeckung 2 und dem Bauelement 3 an, so dass auch bei Einwirkung einer mechanischen oder thermischen Belastung auf die Anordnung 1 ein guter Wärmekontakt zwi- sehen der Abdeckung 2 und dem thermoelektrischen Bauelement 3 und/oder zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 3 und dem Träger 4 bestehen bleibt.

Auf dem Träger 4 sind Kontaktstrukturen in Form von Kontaktflächen 61 bis 64 vorhanden, von denen einige (die Kontaktflächen 61 , 62) über Anschlussdrähte 65, 66 mit dem thermoelektrischen Bauelement 3 verbunden sind, so dass das thermoelektrische Bauelement über die Kontaktflächen 61 , 62 elektrisch kontaktierbar ist. Die Anschlussdrähte 65, 66 sind hierbei jeweils mit einem Ende mit dem thermoelektrischen Bauelement verbunden und mit dem anderen Ende mit einem Abschnitt der Kontaktflächen 61 , 62, der sich unter dem Abstandshalter 22 hindurch in den Hohlraum der Abdeckung 2 hineiner- streckt. Die übrigen Kontaktflächen 63, 64 könnten ebenfalls zur elektrischen Kontaktie- rung des thermoelektrischen Bauelementes 3 verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass innerhalb der Abdeckung 2 weitere elektronische Komponenten untergebracht sind, die über die Kontaktflächen 63, 64 elektrisch kontaktierbar sind. Auch ist möglich, dass die zusätzlichen Kontaktflächen 63, 64 zur Herstellung einer mechanischen Verbindung (z. B. mittels einer Bondverbindung) des Trägers 4 mit einer anderen Komponente (z.B. einer Leiterplatte, vgl. Fig. 4) genutzt werden.

Figur 3 zeigt eine Abwandlung der thermoelektrischen Anordnung der Figuren 1 A und 1 B, wobei anstelle von vier Kontaktflächen nur drei Kontaktflächen 61 - 63 vorgesehen sind. Hierbei dienen die beiden auf derselben Seite des Trägers 4 befindlichen Kontaktflächen 61 , 62 zur elektrischen Kontaktierung des thermoelektrischen Bauelementes 3. Die dritte Kontaktfläche 63 wird hingegen zur mechanischen Anbindung des Trägers 4 und damit der thermoelektrischen Anordnung z. B. an einem weiteren Träger, der insbesondere in Form einer Leiterplatte ausgebildet ist, genutzt (vgl. z.B. Fig. 4).

Die dritte Kontaktfläche 63 kann auch der Herstellung einer thermischen Verbindung vom Träger (der z.B. mit der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelements 3 gekoppelt ist) auf eine Leiterplatte (vgl. Fig. 4 und 5) dienen, z.B. durch Anordnen einer thermischen Leiterstruktur, die sich zwischen der Kontaktfläche 63 und der Leiterplatte erstreckt. Somit kann ein auf der Leiterplatte bestückter Temperatursensor zumindest die ungefähre Temperatur des Trägers 4 und damit der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelements 3 erfassen. Damit die thermische Kopplung zwischen der dritten Kontaktfläche 63 und dem Träger 4 bzw. dem thermoelektrischem Bauelement 3 möglichst hoch ist, muss im Falle einer Metallkernleiterplatte die an der dritten Kontaktfläche 63 angebundene Leiterstruktur geeignet (insbesondere großflächig) gestaltet sein. Die Figuren 4 und 5 beziehen sich auf eine Leiterplattenanordnung 10, die eine Leiterplatte 7 und eine an der Leiterplatte angeordnete erfindungsgemäße thermoelektrische Anordnung 1 aufweist. Die Leiterplatte 7 besitzt eine Öffnung 71 , in die die Abdeckung 2 eingesetzt ist, so dass sie die Öffnung 71 mit einem Abschnitt durchgreift. Der Träger 4 liegt mit einer Oberseite, auf der die Kontaktflächen 61 bis 63 angeordnet sind, auf der Leiterplatte 7 auf, wobei die Leiterplatte 7 korrespondierend zu den Kontaktflächen 61 bis 63 angeordnete Kontaktflächen 161 bis 163 umfasst und die Kontaktflächen 61 - 63 des Trägers 4 an den Kontaktflächen 161 - 163 anliegen, so dass zwischen zumindest einigen der Kontaktflächen 61 -63, 161 -163 eine elektrische Verbindung be- steht. Somit kann über die Kontaktflächen 161 bis 163 eine elektrische Kontaktierung des thermoelektrischen Bauelementes 3 oder weiterer Komponenten, die auf dem Träger 4 angeordnet sind, erfolgen. Auch ist denkbar, dass, wie oben bereits erwähnt, zumindest eine der Kontaktflächen 61 - 63 bzw. 161 -163 nicht zur elektrischen Kontaktierung des thermoelektrischen Bauelementes 3 verwendet wird, sondern zum Festlegen (per Bond- oder Lötverbindung) des Trägers 4 und damit der Anordnung 1 an der Leiterplatte 7. Die thermoelektrische Anordnung 1 ist somit vormontierbar und wird erst nach Montage insbesondere der Abdeckung 2 an dem Träger 4 in die Leiterplatte 7 eingesetzt und mit dieser verbunden.

Auch ist denkbar, dass, wie oben bereits erwähnt, zumindest eine der Kontaktflächen 61 - 63 bzw. 161 -163 nicht (nur) zur elektrischen Kontaktierung des thermoelektrischen Bauelementes 3 verwendet wird, sondern (auch) zur Übertragung der Temperatur des Trägers 4 auf die Leiterplatte 7, auf der ein Temperatursensor derart angebracht ist, dass die Kontaktfläche einen möglichst grossen Wärmeeintrag in den Sensor liefert, aber gleichzeitig ein Abfluss der Wärme vom Sensor verhindert wird.

Insbesondere ist der Sensor vom Material (z.B. Kupfer) einer der Kontaktflächen 161 - 163 umgeben und z.B. (wenn elektrisch nicht störend) auch in Kontakt mit dem Material der Kontaktfläche. Andere Kontaktstrukturen der Leiterplatte oder sonstige metallische Strukturen der Leiterplatte sind jedoch mit einem möglichst großen Abstand zu der Kon- taktfläche angeordnet, um den im Bereich der Kontaktfläche angeordneten Sensor thermisch so gut wie möglich zu isolieren, d.h. ein Ab- und Zufließen von Wärme möglichst zu unterbinden, um zu erreichen, dass der Sensor im Wesentlichen die Temperatur des Trägers 4 annimmt. Die elektrische Anbindung des Sensors an eine (z.B. auf der Leiterplatte angeordnete) Elektronik erfolgt über Leitungen mit möglichst geringem Querschnitt, um den Wärmeeintrag bzw. Wärmeaustrag in den Sensor bzw. aus dem Sensor möglichst gering zu halten.

Dadurch, dass die Abdeckung 2 eine Öffnung in der Leiterplatte 7 durchgreift, ist auch nach dem Anordnen der thermoelektrischen Anordnung 1 an der Leiterplatte 7 sowohl eine Au ßenseite des Deckels 21 , der in thermischem Kontakt mit der Warmseite des thermoelektrischen Bauelementes 3 steht, als auch eine der Leiterplatte 7 abgewandte Seite des Trägers 4, der sich in thermischem Kontakt mit der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes 3 befindet, von außen zugänglich. Infolgedessen kann eine Wärmesenke mit dem Träger 4 (d. h. mit der Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes) und eine Wärmequelle mit dem Deckel 21 (d. h. mit der Warmseite des thermoelektrischen Bauelementes) in thermischen Kontakt gebracht wer- den. Beispielsweise kann das thermoelektrische Bauelement 3 als Thermogenerator betrieben werden, auf den ein Temperaturgradient einwirkt und der unter Einwirkung des Temperaturgradienten elektrische Energie erzeugt. Umgekehrt kann es sich bei dem thermoelektrischen Bauelement auch um ein als Kühl- und/oder Heizelement betriebenes Peltierelement handeln, an das eine Spannung angelegt wird und das in Abhängigkeit von dieser Spannung einen Temperaturgradienten erzeugt. Beispielsweise weist die thermoelektrische Anordnung einen Temperatursensor und einen Regler auf (oder ist mit einem Temperatursensor und einem Regler verbunden), wobei der Regler das Peltierelement in Abhängigkeit von der mit dem Temperatursensor gemessenen Temperatur re- gelt.

Figur 6 zeigt eine Abwandlung der Leiterplattenanordnung aus den Figuren 4 und 5. Hier ist der Träger 4 mit einem Kühlkörper 8 verbunden, der eine Mehrzahl von Lamellen 81 aufweist, die unter unterschiedlichen Winkeln fächerartig von einer Basisplatte 82 abste- hen. Der Kühlkörper 8 liegt über seine Basisplatte 82 an einer Außenseite des Trägers 4 an, wobei der Kühlkörper 8 über eine Klammer 9 an dem Träger 4 festgelegt ist, wobei Arme 91 , 92 der Klammer 9 an einer dem Träger 4 abgewandten Seite der Basisplatte 82 anliegen und die jeweils mit einem hakenartigen Ende 91 1 , 921 Aussparungen 72, 73 in der Leiterplatte 7 hintergreifen. Die jeweils anderen Enden der Arme 91 , 92 sind über einen Verbindungsabschnitt 93 miteinander verbunden, der im verriegelten Zustand der Klammer 9 eine durch weitere Aussparungen 74, 75 in der Leiterplatte 7 herausgebildete Zunge 76 umgreift.

Die Lamellen 81 sind so ausgestaltet, dass die Klammer 9 möglichst problemlos an der Basisplatte 82 angeordnet werden kann. Insbesondere verlaufen einige im mittleren Bereich der Basisplatte befindliche Lamellen näherungsweise senkrecht zur Basisplatte, wobei die Arme 91 , 92 der Klammer 9 seitlich neben diesen senkrecht verlaufenden Lamellen an der Basisplatte anzuordnen sind (jeweils zwischen einer der senkrecht verlaufenden Lamellen und einer benachbarten schräg zur Basisplatte 82 verlaufenden Lamel- le).

Es ist natürlich auch denkbar, den Kühlkörper 8 auf andere Weise an dem Träger 4 zu befestigen, z. B. über eine Schraubverbindung. Des Weiteren ist denkbar, dass der Kühlkörper 8 einstückig mit dem Träger 4 ausgeformt wird. Darüber hinaus wird darauf hin- gewiesen, dass der Träger 4 und/oder die Abdeckung 2 auch andere Elemente aufweisen kann, z. B. eine Aufnahme für ein Wärmetransportrohr („Heatpipe"), wobei eine derartige Aufnahme für eine Heatpipe auch einstückig mit dem Träger 4 und/oder der Abde- ckung 2 ausgebildet sein kann. Des Weiteren ist denkbar, dass der Kühlkörper 8 auch an dem Deckel 21 angeordnet oder durch den Deckel 21 ausgebildet ist, d.h. die Kaltseite des thermoelektrischen Bauelementes dem Deckel 21 zugewandt ist. In einer anderen Variante bildet die Abdeckung 2 (oder der Träger 4) eine Aufnahme für ein Reaktionsge- fäß aus; z.B. nach Art eines Eppendorf-Reaktionsgefäßes für die Polymerase- Kettenreaktion (PCR).

Die Figuren 7A und 7b zeigen weitere Ansichten der Leiterplattenanordnung aus Figur 6. Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele natürlich auch in Kombination miteinander verwendet werden können. So kann die gemäß Figur 4 und 5 in eine Leiterplatte 7 eingesetzte thermoelektrische Anordnung 1 natürlich auch vier (oder mehr) Kontaktflächen aufweisen. Fig. 8A zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Anordnung 1 , deren auf einem Träger 4 angeordnetes thermoelektrisches Bauelement 3 durch ein Abdeckungsteil in Form einer Abdeckungsplatte 23 geschützt ist. Das thermoelektrische Bauelement 3 ist in der Darstellung der Fig. 8A durch die Abdeckungsplatte 23 verdeckt.

Des Weiteren umfasst die thermoelektrische Anordnung 1 einen Abstandshalter, der aus vier beabstandet voneinander angeordneten Abstandselementen in Form von Bereichen (Tropfen 24) aus einem Klebstoff gebildet ist. Die Abdeckungsplatte 23 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei die Tropfen 24 jeweils an den Ecken der Abde- ckungsplatte 23 positioniert sind. Über die Tropfen 24 wird die Abdeckungsplatte 23 in einem gewünschten Abstand (gemessen senkrecht zum Träger 4) von dem thermoelektrischen Bauelement 3 und/oder dem Träger 4 platziert, wobei gleichzeitig aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit und des relativ geringen Volumens der Tropfen 24 eine möglichst gute thermische Entkopplung der Abdeckungsplatte 23 von dem Träger 4 er- folgt, so dass Wärmepfade an dem thermoelektrischen Bauelement 3 vorbei vermieden werden können. Die Abdeckungsplatte 23 verläuft zumindest näherungsweise parallel zum Träger 4. Zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 3 und der Abdeckungsplatte 23 ist insbesondere ein thermisches Interfacematerial als Ausgleichsmaterial angeordnet.

Bei der Montage der thermoelektrischen Anordnung wird die Abdeckungsplatte 23 mit einer kontrollierten Kraft gegen das thermoelektrische Bauelement 3 und das Aus- gleichsmaterial gedrückt, um einen bestimmten, optimalen Abstand zwischen der Abdeckungsplatte 23 und dem Träger 4 einzustellen. Die Klebetropfen 24 härten nach Positionierung der Abdeckungsplatte 23 aus, so dass der eingestellte Abstand konserviert bleibt.

Fig. 9A zeigt eine Schnittansicht einer thermoelektrischen Anordnung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist das Abdeckungsteil ein Deckel 101 eines Standard-Halbleiter-Gehäuses 100, insbesondere eines DFN-Gehäuses. Der Abstandshalter wird durch einen Rahmen 102 und der Träger durch einen Boden 103 des Gehäuses 100 gebildet, wobei der Rahmen 102 und der Boden 103 auch einstückig miteinander verbunden sein können. Die Figuren 9B (Draufsicht) und 9C (perspektivische Ansicht) zeigen den mit dem Boden 103 kombinierten Rahmen 102, wobei der Rahmen 102 eine Aufnahme für das thermoelektrische Bauelement 3 bildet. Fig. 10 betrifft eine weitere Variante der Erfindung, wobei das Abdeckungsteil der thermoelektrischen Anordnung in Form einer Abdeckungsplatte 201 ausgebildet ist und der Abstandshalter mehrere säulenartige Abstandselemente 202 umfasst, durch die jeweils eine Schraube 5 hindurchgeführt ist, über die die Abdeckungsplatte 201 mit dem Träger 4 verbunden ist. Die Abstandselemente 202 sind aus einem schlecht wärmeleitenden und mechanisch möglichst gut belastbaren Material gefertigt, z.B. aus einem Kunststoff oder einer Keramik. Die Schrauben 5 bestehen insbesondere ebenfalls aus einem schlecht wärmeleitenden Material (z.B. Kunststoff oder Edelstahl).

Das thermoelektrische Bauelement 3 ist über ein thermisches Interfacematerial 501 mit einem von einem Basisbereich 203 der Abdeckungsplatte 201 („Wärmespreizer", z.B. aus einem Metall wie Aluminium oder Kupfer gebildet) abstehenden Abschnitt 204 thermisch gekoppelt. Zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 3 und dem Basisbereich 203 der Abdeckungsplatte 201 erstreckt sich zudem eine mit dem thermoelektrischen Bauelement 3 verbundene Leiterplatte 7 (z.B. aus FR4), wobei der Abschnitt 204 der Ab- deckungsplatte 201 in eine Öffnung 71 der Leiterplatte 7 eingreift. Das thermische Interfacematerial 501 befindet sich zumindest teilweise ebenfalls in der Öffnung 71 . Auf der Leiterplatte 7 befinden sich elektronische Komponenten 700, die über Leiterbahnen der Leiterplatte 7 mit dem thermoelektrischen Bauelement 3 elektrisch verbunden sind. Natürlich sind nicht alle auf der Leiterplatte 7 angeordneten elektronischen Komponenten zwingend mit dem thermoelektrischen Bauelement 3 verbunden. Vielmehr sind die auf der Leiterplatte 7 angeordneten elektronischen Komponenten, wie auch das thermoelektrische Bauelement 3, insbesondere Bestandteil einer elektronischen Schaltung. Die Abstandselemente 202 können jeweils einstückig ausgebildet sein und sich durch eine Öffnung in der Leiterplatte 7 hindurch erstrecken. Denkbar ist allerdings auch, dass die Abstandselemente 202 jeweils mehrere Teilsegmente aufweist, die sich z.B. jeweils oberhalb und unterhalb der Leiterplatte 7 befinden.

Das thermoelektrische Bauelement 3 ist von einem auf dem Träger 4 angeordneten Montagerahmen 6 (seitlich) umgeben (z.B. vollständig), wobei der Montagerahmen 6 mittels Führungsstiften 601 gegenüber dem Träger 4 positioniert wird. Der Rahmen 6 ermöglich eine thermische und/oder elektrische Kontaktierung sowohl der Heißseite (dem Träger 4 abgewandt) als auch der Kaltseite (dem Träger 4 zugewandt) des thermoelektrischen Bauelementes 3 und insbesondere eine korrekte (z.B. permanente) stoffschlüssige Verbindung (z.B. per Klebung oder per Bondverbindung) des thermoelektrischen Bauelementes 3 mit dem Träger 4. Denkbar ist auch eine„schwimmende" Lagerung des ther- moelektrischen Bauelementes 3 auf dem Träger 4, insbesondere unter Verwendung eines thermischen Interfacematerials, wobei z.B. ein thermisches Interfacematerial verwendet wird, das ein Wiederablösen des thermoelektrischen Bauelementes 3 vom Träger 4 erlaubt, z.B. Graphit, Indium,„Fujipoly Sarcon" oder„Berquist GapPad". Die Leiterplatte 7 liegt im Bereich ihrer Öffnung 71 auf dem Rahmen 6 auf, d.h. der Rahmen 6 dient nicht nur zur Positionierung des thermoelektrischen Bauelementes 3, sondern auch als Abstandhalter für die Leiterplatte 7. Die Leiterplatte 7 ist über Befestigungsschrauben 50 (z.B. aus einem Metall), die durch Bohrungen in dem Montagerahmen 6 greifen, mit dem Träger 4 verschraubt, so dass über die Schrauben 50 auch der Rahmen 6 festgelegt ist. Denkbar ist, dass der Rahmen 6 rechteckig ausgebildet ist, wobei durch jede seiner Ecken eine Schraube 50 hindurchgeht. Dies ist jedoch natürlich nicht zwingend, es können vielmehr auch weniger (oder auch mehr) Schrauben verwendet werden. Denkbar ist auch, dass auf den Montagerahmen 6 ganz verzichtet wird. Fig. 1 1 zeigt die thermoelektrische Anordnung 1 der Fig. 10, wobei der Montagerahmen 6 jedoch zum Teil weggelassen ist, um einen Blick auf das thermoelektrische Element 3 zu ermöglichen. Dabei ist zu erkennen, dass Kontaktflächen 67 (bzw. nur eine einzige Kontaktfläche) des thermoelektrischen Elementes 3, über ein elastisches Kontaktelement in Form eines Leitgummielementes 80 mit einer Leiterbahn der Leiterplatte 7 elektrisch ver- bunden sind. Das Leitgummielement 80 ermöglicht insbesondere eine bonddrahtfreie, schadlos loesbare, elektrisch leitende und Fertigungstoleranzen ausgleichende Kopplung des thermoelektrischen Elementes 3 mit der Leiterplatte 7 (und damit mit den elektronischen Komponenten 700).

Das Leitgummielement 80 befindet sich auf einem seitlich von einem Hauptabschnitt des thermoelektrischen Elementes 3, der die Thermoschenkel aufweist, abstehenden Vorsprungs (auf dem die Kontaktflächen 67 angeordnet sind) des thermoelektrischen Bauelementes 3 und wird von dem Montagerahmen 6 zumindest teilweise umgeben und in Position gehalten. Fig. 12 zeigt Komponenten der Anordnung aus den Fig. 10 und 1 1 in Draufsicht, z.B. die Leiterplatte 7, auf deren Oberseite (dem Betrachter zugewandt) eine Lötstoppschicht vorhanden sein kann. Die Leiterplatte 7 weist eine rechteckige Öffnung 71 auf, in der ein Abschnitt des thermoelektrischen Bauelementes 3, das Interfacematerial 501 und der Abschnitt 204 der Abdeckungsplatte 201 angeordnet werden. Enden 71 1 von Leiterbah- nen der Leiterplatte 7 sind nicht von der Lötstoffschicht bedeckt, so dass sie über das Leitgummielement 80 mit den Kontakten 67 des thermoelektrischen Bauelementes 3 elektrisch verbunden werden können.

Die Fig. 13 und 14 betreffen eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 10 bis 12. Hier ist anstelle des Leitgummielementes ein anderes elastisches Kontaktelement vorgesehen, und zwar in Form einer Kontaktfeder 85. Die Kontaktfeder 85 liegt mit einem ersten, gekrümmten Ende 851 auf einer der Kontaktflächen 67 des thermoelektrischen Elementes 3 auf, so dass eine wieder lösbare Kontaktierung realisiert ist. Ein mittlerer Abschnitt 852 der Kontaktfeder 85 ist an einem auf einer dem Träger 4 abgewandten Seite der Leiterplatte 7 angebrachten Sockel 86 (z.B. aus einem Kunststoff) gelagert, wobei die Kontaktfeder 85 im Bereich des Sockels 86 eine Krümmung aufweist, so dass ihr erstes Ende 851 gegen die Kontaktfläche 67 des thermoelektrischen Elementes 3 vorgespannt ist und zumindest näherungsweise senkrecht zu der Leiterplatte 7 wei- terverläuft und sich durch Öffnung (z.B. in Form eines Schlitzes oder einer Bohrung) in der Leiterplatte 7 hindurch erstreckt, wobei das auf einer dem Sockel 86 abgewandten Seite der Leiterplatte 7 austretende zweite Ende 853 über eine Lötstelle 87 mit einer Leiterbahn der Leiterplatte 7 verbunden ist. Anstelle des Sockels 86 könnte auch eine Lötstelle verwendet werden. Darüber hinaus kann das thermoelektrische Bauelement 3 na- türliche mehrere Kontaktflächen 67 aufweisen, so dass entsprechend mehrere Kontaktfedern 85 vorhanden sein können. Fig. 15 zeigt eine Variante der Fig. 13 und 14, wonach die Kontaktfeder 85 nicht durch die Leiterplatte 7 hindurch verläuft, sondern sich vollständig auf der dem Träger 4 zugewandten Seite der Leiterplatte 7 erstreckt. Eine Lagerung der Kontaktfeder 85 derart, dass ihr erstes Ende 851 gegen die Kontaktfläche 67 des thermoelektrischen Elementes 3 vorgespannt ist, erfolgt wiederum über einen Sockel 86, der jedoch im Unterschied zu den Figuren 13und 14 ebenfalls an der dem Träger 4 zugewandten Seite der Leiterplatte 7 angeordnet ist. Beispielsweise ist der Sockel 86 über ein die Leiterplatte 7 durchgreifendes Befestigungselement (z.B. in Form eines Rastelementes 861 ) an der Leiterplatte 7 festgelegt. Möglich ist auch, dass der Montagerahmen 6 so ausgestaltet ist, dass er gleichzeitig als Führung der Kontaktfeder 85 dient, um diese auf der Kontaktfläche 67 des thermoelektrischen Bauelementes zu positionieren.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 16 gezeigt. Hier ersetzt eine Metallkernleiterplatte 7 den Träger 4, so dass das thermoelektrische Element 3 mit seiner Kaltseite auf der Metallkernleiterplatte 7 angeordnet ist. Die Metallkernleiterplatte 7 ermöglicht eine gute Wärmeabfuhr von dem thermoelektrischen Element 3 weg und bildet z.B. selber einen Kühlkörper. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Metallkernleiterplatte 7 mit einem Kühlkörper (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Leiterbahnen (z.B. Kupferbahnen) sind z.B. über eine dielektrische Schicht von dem Metallkern der Leiterplatte isoliert. An der Oberseite der Leiterplatte 7 ist z.B. zudem abschnittsweise eine Lötstoppschicht (Lötstopplack) vorhanden.

Die elektrische Verbindung des thermoelektrischen Elementes 3 mit der Leiterplatte 7 erfolgt wiederum über eine Kontaktfeder 85 (oder mehrere Kontaktfedern), wobei die Kontaktfeder 85 über einen Sockel 86 vorgespannt gelagert ist, der sich auf derselben Seite der Leiterplatte 7 befindet wie das thermoelektrische Bauelement 3 und über ein Rastelement 861 mit der Leiterplatte 7 verrastet ist. Das zweite Ende 853 der Kontaktfeder 85 ist ebenfalls an der Seite der Leiterplatte 7, auf der sich das thermoelektrische Bauelement 3 befindet, angeordnet, wobei es insbesondere mit dieser Leiterplattenseite verlötet ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 17 wird ebenfalls eine Metallkernleiterplatte 7 verwendet, wobei jedoch das thermoelektrische Bauelement 3 auf dem Kopf steht, so dass die Kontaktfläche 61 der Leiterplatte 7 zugewandt ist. Anstelle der Kontaktfeder 85 ist die Kon- taktfläche 61 mittels eines Leitgummielementes 80 mit der Leiterplatte 7 elektrisch verbunden. Die Fig. 18 betrifft eine Abwandlung der Fig. 17, wonach das thermoelektrische Bauelement 3 weder über ein Leitgummielement noch über ein Federelement mit der Leiterplatte 7 verbunden ist. Vielmehr weist das thermoelektrische Bauelement 3 Durchkontaktierungen 300 (z.B. in Form von„TSVs" - through Silicon vias) auf, über die es, d.h. insbe- sondere Kontaktbereiche (Anschlüsse) es thermoelektrischen Bauelementes 3, kontak- tierbar ist. Die Durchkontaktierungen 300 erstrecken sich senkrecht zur Leiterplatte 7 auf diese zu (insbesondere bis zur Leiterplatten hin) und sind z.B. über eine Lötung oder ein thermisches und elektrisches (d.h. ein kombiniertes) Interfacematerial angeordnet ist, über das einerseits ein guter Wärmekontakt des thermoelektrischen Bauelementes 3 zu der Leiterplatte 7 und andererseits ein elektrischer Kontakt der Durchkontaktierungen 300 mit der Leiterplatte 7 realisiert ist. Als kombiniertes Interfacematerial kann z.B. eine Lötverbindung oder eine thermisches Interfacematerial (z.B. „Fujipoly Sarcon"), das elektrisch leitfähige Elemente aufweist, verwendet werden.

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Bezugszeichenliste

1 thermoelektrische Anordnung

2 Abdeckung

3 thermoelektrisches Bauelement

4 Träger

5, 50 Schraube

7 Leiterplatte

8 Kühlkörper

9 Klammer

21 Deckel

22 Abstandshalter

23, 201 Abdeckungsplatte

24 Klebetropfen

31 Warmseite

32 Kaltseite

51 erstes TIM

52 zweites TIM

61 -64 Kontaktfläche

65, 66 Anschlussdraht

67 Kontaktfläche

71 Öffnung

72-75 Aussparung

76 Zunge

80 Leitgummielement

81 Lamelle

82 Basisplatte

85 Kontaktfeder

86 Sockel

87 Lötstelle

91 , 92 Arm

91 1 , 921 Ende

100 Gehäuse

101 Deckel

102 Rahmen

103 Boden

202 Abstandselement Basisbereich Abdeckungsplatte Abschnitt Abdeckungsplatte Interfacematerial

Führungsstift

elektronische Komponente Kontaktfläche

erstes Ende Kontaktfeder mittlerer Abschnitt Kontaktfeder zweites Ende Kontaktfeder Rastelement

Claims

Patentansprüche

1 . Thermoelektrische Anordnung, mit

- mindestens einem thermoelektrischen Bauelement (3);

- einem Träger (4), auf dem das thermoelektrische Bauelement (3) angeordnet ist;

- mindestens einem Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) zum Schutz des thermoelektrischen Bauelementes (3), das sich zumindest teilweise auf einer dem Träger (4) abgewandten Seite des thermoelektrischen Bauelement (3) erstreckt; und

- einem Abstandshalter (22, 202), über den das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) in einem vorgebbaren Abstand zu dem thermoelektrischen Bauelement (3) an dem Träger (4) angeordnet ist.

2. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) ein Teil einer zumindest teilweise als Hohlkörper ausge- bildeten Abdeckung (2) ist, die das thermoelektrische Bauelement (3) zumindest teilweise umgibt.

3. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (2) ein erstes Abdeckungsteil (21 ) und einen Abstandshalter in Form eines zweiten Abdeckungsteils (22) aufweist, wobei die Abdeckung (2) über das zweite Abdeckungsteil (22) mechanisch mit dem Träger (4) verbunden ist und wobei das erste Abdeckungsteil (21 ) eine größere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das zweite Abdeckungsteil (22).

4. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abdeckungsteil (21 ) aus einem thermisch leitfähigen Material gebildet ist und das zweite Abdeckungsteil (22) aus einem thermisch isolierenden Material.

5. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) und das thermoelektrische

Bauelement (3) über ein thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial (51 , 501 ) miteinander verbunden sind.

6. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass das erste und das zweite Abdeckungsteil (21 , 22) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

7. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abdeckungsteil (22) zumindest teilweise ringförmig ausgebildet ist.

8. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) formstabil ausgebildet ist.

9. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch ein elastisches Element und/oder ein Vergussmaterial, dass das zweite Abde- ckungsteil (22) abdichtet.

10. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem thermoelektrischen Bauelement (3) und dem Träger (4) ein thermisch leitfähiges Ausgleichsmaterial (52) angeordnet ist.

1 1 . Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 5 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsmaterial (51 ) zwischen dem Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) und dem thermoelektrischen Bauelement (3) und/oder das Ausgleichsmaterial (52) zwischen dem thermoelektrischen Bauelement (3) und dem Träger (4) ein elas- tisches Material ist.

12. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) mindestens eine Kontaktstruktur (61 -64) aufweist, über die das thermoelektrische Bauelement (3) elektrisch kontaktierbar ist.

13. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere thermoelektrische Bauelemente (3), die übereinander angeordnet sind

14. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Trägers (4) oder des Abdeckungsteils (21 , 23, 201 ) Strukturen (81 ) zur Erhöhung des Wärmeabtransportes ausbildet oder an einem Abschnitt des Trägers (4) oder des Abdeckungsteils (21 , 23, 201 ) derartige Strukturen angeordnet sind.

15. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger (4) weitere elektronische Bauteile angeordnet sind, die ebenfalls von dem Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) abgedeckt sind.

16. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) eine Aufnahme für ein Reaktionsgefäß zum Durchführen einer chemischen und/oder biologischen Reaktion ausbildet.

17. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (22, 202) durch mehrere voneinander beabstandete Abstandselemente ausgebildet ist.

18. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente länglich ausgebildet sind.

19. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandselemente jeweils mit einer Bohrung versehen sind, durch die ein Befestigungselement (5) hindurchgeführt ist, über das das Abdeckungselement (21 ,

23, 201 ) mit dem Träger (4) verbunden ist.

20. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrische Leiterplatte (7), über die das thermoelektrische Bau- element (3) mit mindestens einer elektrischen und/oder elektronischen Komponente

(700) elektrisch verbunden ist.

21 . Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein elektrisch leitfähiges und elastisches Kontaktelement, über das das thermoelektrische Bauelement (3) elektrisch mit der Leiterplatte (7) verbunden ist.

22. Thermoelektrische Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass as Kontaktelement aus Leitgummi (80) ausgeformt oder durch ein federartig gegen das thermoelektrische Bauelement und/oder die Leiterplatte vorgespanntes Element (85) ausgebildet ist.

23. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektrische Leiterplatte (7) zwischen dem Träger (4) und dem Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) erstreckt.

24. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) in Form einer Leiterplatte, insbesondere einer Metallkernleiterplatte, ausgebildet ist.

25. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rahmen (6), der das thermoelektrische Bauelement (3) auf dem Träger (4) positioniert.

26. Thermoelektrische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 23 und Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rahmen (6) zumindest abschnittsweise zwischen dem Träger (4) und der Leiterplatte (7) befindet.

27. Thermoelektrische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche soweit rückbe- zogen auf Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (24) jeweils aus einem Klebmittel bestehen.

28. Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte und mindestens einer an der Leiterplatte (7) angeordneten thermoelektrischen Anordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche soweit rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die Abdeckung (2) der thermoelektrischen Anordnung (1 ) eine Öffnung (71 ) der Leiterplatte (7) durchgreift.

29. Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Anordnung, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, mit den Schritten

- Bereitstellen mindestens eines thermoelektrischen Bauelements (3);

- Anordnen des thermoelektrischen Bauelements (3) an einem Träger (4); und

- Anordnen mindestens eines Abdeckungsteils (21 , 23, 201 ) zum Schutz des thermoelektrischen Bauelementes (3) derart, dass es sich zumindest teilweise auf einer dem Träger (4) abgewandten Seite des thermoelektrischen Bauelement (3) erstreckt, wobei

- das Abdeckungsteil (21 , 23, 201 ) über einen Abstandshalter (22, 202) in einem vorgebbaren Abstand zu dem thermoelektrischen Bauelement (3) an dem Träger (4) angeordnet wird.